无溶剂制备锌空气电极及电池性能

作     者：胡铭昌 周雪晴 黄雪妍 薛建军 HU Mingchang;ZHOU Xueqing;HUANG Xueyan;XUE Jianjun

作者机构：广州鹏辉能源科技股份有限公司广东广州511483 中山大学材料科学与工程学院广东广州510000 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2021年第10卷第6期

页      面：2090-2096页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：佛山市核心技术攻关项目(192001001421)。 

主　　题：锌空气电池 空气电极 无溶剂制备 卷对卷 商业化应用 

摘      要：锌空气电池具有高安全、大容量、低成本和低自放电等特性,因此获得广泛关注,尤其被广泛用作助听器电池。目前商业化空气电极的制作过程中,催化粉料的处理往往涉及湿法工艺,制造过程复杂,且烘干溶剂过程能源消耗大。利用转速为3000 r/min的高速切割机器进行造粒处理,过程中不使用溶剂,然后经过12目筛网进行过筛处理即得可自由流动的无溶剂处理催化粉料,借助扫描电子显微技术(SEM)进一步观察到催化粉料中大量黏结剂完全纤维化的现象,这种纤维束有利于维持住粉料与粉料之间的紧密结合状态。用自制对辊机器将上述催化粉料压成卷对卷的催化层,再把集流体镍网、防水透气膜与之辊压复合一起,即得无溶剂处理的商业化锌空气电极。作为对比,使用了传统湿法方式制作催化粉料和空气电极,发现无溶剂处理空气电极制得的电池容量高于传统湿法的5%。另外,研究了不同空气极片压实密度和厚度、不同的防水透气膜等对锌空气电池性能的影响,分析表明低密度1.15 g/cm^(3)的空气电极拥有更好的容量储存性能,厚度为0.52 mm空气电极所制电池拥有更高的功率密度,纯聚四氟乙烯(PTFE)膜作为防水透气膜可使锌空气电池拥有更好的防漏液性能。综上所述,这种无溶剂制备空气电极工艺简单方便、环保节能,更适合金属空气电池的商业化应用。